La tesis doctoral de Konstantin Hicke se ha hecho en el IFISC (CSIC-UIB)

La tesis doctoral de Konstantin Hicke, defendida en la Universidad de las Illes Balears y hecha en el marco de una estancia en el Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC, CSIC-UIB), se centra en la dinámica compleja de láseres de semiconductor (SL), dispositivos de uso masivo en las comunicaciones ópticas por fibra. Se trata de una materia en la que el Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, IFISC (CSIC-UIB), es mundialmente reconocido, y hace años que este instituto se dedica a ello, especialmente los doctores Ingo Fischer y Claudio Mirasso. 

La tesis de Konstantin Hicke investiga las propiedades de los láseres de semiconductor con retroalimentación óptica o acoplamiento con retraso. El estudio se basa en experimentos y en simulaciones numéricas, e investiga y comprende el papel del láser y de los parámetros de acoplamiento en las propiedades de sincronización de estos sistemas. El trabajo combina tanto conocimientos fundamentales como perspectivas para nuevas aplicaciones. 

Con el objetivo de explorar el potencial de un SL sujeto a retroalimentación óptica, la tesis aborda la capacidad del dispositivo de procesar información utilizando el concepto de Reservoir Computing (RC) basado en sistemas con retraso. En particular, se estudian las prestaciones del sistema para realizar dos tareas computacionalmente exigentes para los sistemas de cálculo tradicionales, como lo son el reconocimiento de voz o la predicción de series temporales caóticas. La tesis de Hicke demuestra el potencial de estos dispositivos y del concepto de RC para futuros paradigmas computacionales.

Asimismo, se estudia un sistema compuesto por dos SL acoplados a través de un espejo semitransparente. Se exploran las consecuencias de las asimetrías en este montaje en las propiedades dinámicas y de sincronización. Un aspecto relevante es explicar cómo y por qué decrece o se pierde la sincronización, hecho que es de especial importancia para aplicaciones en esquemas de comunicaciones caóticas y protocolos de intercambio de claves (key exchange protocols). Los resultados enfatizan la importancia de la simetría y del ajuste entre parámetros para conseguir sincronización idéntica de osciladores acoplados con retraso. 

Los estudios de sincronización a retraso cero (zero-lag) de un láser acoplado a un sistema gemelo a través de un espejo semitransparente obtenidos por Hicke, proponen una técnica nueva para diferenciar el determinismo de la aleatoriedad en ciertas series temporales. El trabajo es de gran relevancia en la investigación de la dinámica no lineal, dado que la mayoría de resultados y procedimientos pueden adaptarse a otros sistemas y proporcionar conocimientos generales de los sistemas acoplados con retraso.

La tesis ha sido dirigida por el doctor Ingo Fischer, del IFISC, y ha sido evaluada por un tribunal integrado por: Luis Pesquera (IFCA Santander), Jordi Garcia-Ojalvo (Univ. Pompeu Fabra), Laurent Larger (Univ. del Franc Comtat, França), Pere Colet (IFISC) y Claudio Mirasso (IFISC). 

Ficha de la tesis doctoral 

• Título: Synchronization and application of delay-coupled semiconductor lasers
• Autor: Konstantin Hicke
• Programa de doctorado: Física
• Departamento: Física
• Director: Ingo Fischer  

 

Fecha de publicación: Wed Jul 16 10:44:00 CEST 2014